[畢業(yè)設(shè)計(jì)精品]基于DICAD Pro的郊區(qū)公路設(shè)計(jì)

1、目錄第一章 緒 論21.1 引言21.2 dicad pro技術(shù)21.3選題的背景31.4畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容3第二章 路線平面設(shè)計(jì)42.1平面設(shè)計(jì)的要求42.2圓曲線設(shè)計(jì)42.2.1圓曲線半徑的選用原則42.2.2一般規(guī)定52.3 路線方案的比選5第三章 縱橫斷面設(shè)計(jì)73.1 縱斷面設(shè)計(jì)73.1.1 概述73.1.2縱坡設(shè)計(jì)的步驟和方法73.1.3 豎曲線的最小半徑和長度83.2橫斷面設(shè)計(jì)103.2.1橫斷面設(shè)計(jì)的原則103.2.2 橫斷面組成及要素的確定103.2.3 土石方的調(diào)配11第四章 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)134.1路面設(shè)計(jì)的原則134.2 瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算書134.2.1交通分析134

2、.2.2 當(dāng)量換算的計(jì)算144.2.3結(jié)構(gòu)組合與材料選取16第五章 結(jié)語18致 謝19參考文獻(xiàn)20第一章 緒 論1.1 引言 年來，我國公路建設(shè)已取得巨大成就。回顧我國公路發(fā)展歷程，對比世界公路發(fā)展趨勢，可以認(rèn)為，我國公路交通正處于擴(kuò)大規(guī)模、提高質(zhì)量的快速發(fā)展時(shí)期。但是，由于基礎(chǔ)十分薄弱，我國公路建設(shè)總體上還不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要，與發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)水平相比還有較大差距。從公路技術(shù)等級看，在全國公路總里程中還有近20萬公里等外公路，等外公路占公路總里程的比重達(dá)到14.4%，西部地區(qū)更高，達(dá)到21.8，技術(shù)等級構(gòu)成不理想。從行政區(qū)劃分布看，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口分布的不平衡，公路發(fā)展在各地區(qū)

3、之間存在著較大差距，總的來看，東部地區(qū)公路密度較大，高等級公路的比例也較高，明顯高于全國平均水平，更高于中、西部地區(qū)水平。 因此，為逐步實(shí)現(xiàn)我國交通運(yùn)輸現(xiàn)代化的總體戰(zhàn)略目標(biāo)，按照道路的使用功能和交通需求，重點(diǎn)提高經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)地區(qū)的公路技術(shù)等級，根據(jù)國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略，大力扶持西部地區(qū)公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，將是本世紀(jì)末以至下世紀(jì)初我國公路交通發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。1.2 dicad pro技術(shù)自1963年美國麻省理工學(xué)院的工.e.薩瑟蘭德在其博士論文中提出了交互式圖形生成技術(shù)的概念以來，cad技術(shù)(computer aided design，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展而迅速地

4、成長起來，成為一門實(shí)用的技術(shù)，在機(jī)械、電子、建筑、化工、能源、交通土建等工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。它把人從許多重復(fù)繁重的體力、腦力勞動(dòng)中解放出來，大大提高了工作效率。cad技術(shù)在公路勘測設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的公路設(shè)計(jì)手段、設(shè)計(jì)方法甚至設(shè)計(jì)理論都產(chǎn)生了重大變革，極大地促進(jìn)了交通土建行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，成為道路勘測設(shè)計(jì)現(xiàn)代化的主要標(biāo)志之一。 互動(dòng)式道路及立交cad系統(tǒng)專業(yè)加強(qiáng)版dicad pro是交通學(xué)院老師繼dicad之后的又一力作，dicad pro全面摒棄華而不實(shí)的方法和功能，更注重實(shí)用功能的研究與開發(fā)。1、加強(qiáng)輔助成圖功能，變速車道、收費(fèi)廣場、橋梁涵洞等自動(dòng)成圖，高質(zhì)量、高效益。 2、增

5、加輔助橋梁功能，保證路線與橋梁設(shè)計(jì)整體進(jìn)行，提高整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)效率。 3、強(qiáng)化智能更新功能，平、縱、橫面圖及端部高程圖數(shù)據(jù)自動(dòng)刷新，變更設(shè)計(jì)不再煩惱。 4、豐富自動(dòng)成表功能，增加excei表格形式，改善圖表效果且利于后續(xù)處理！ 5、提高設(shè)計(jì)效率，使道路及立交的設(shè)計(jì)效率至少增強(qiáng)一倍，給您帶來更多便捷、更多效益、更多享受。 6、方便學(xué)習(xí)掌握，dicad pro更具可學(xué)習(xí)性、易懂性，適合所有設(shè)計(jì)人員使用。1.3選題的背景郊區(qū)公路的建設(shè)問題是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，從資金上講它與市政府、路政局、區(qū)縣政府的建設(shè)資金以及融資有很大關(guān)系，沒有多元化投資公路建設(shè)的良好環(huán)境就沒有郊區(qū)公路建設(shè)跨越式的發(fā)展。另外在政策

6、上要制定可操作性強(qiáng)的各種優(yōu)惠政策。沒有優(yōu)惠政策，就無法調(diào)動(dòng)各級政府和社會(huì)各階層修路的積極性，也就沒有多元化投資公路建設(shè)的可行性和實(shí)際意義，同時(shí)也就失去了良好的社會(huì)環(huán)境。從管理上講就是要充分發(fā)揮各分局的技術(shù)和行業(yè)管理優(yōu)勢，保障公路建設(shè)按公路建設(shè)總體規(guī)劃規(guī)范科學(xué)的進(jìn)行，使之達(dá)到遠(yuǎn)期與近期相結(jié)合，城區(qū)與郊區(qū)相結(jié)合，國道、市道、縣道相結(jié)合，高速公路與一般公路相結(jié)合，達(dá)到公路資源配置合理，充分利用，協(xié)調(diào)統(tǒng)一的目的。 為了加快縣級、鄉(xiāng)級農(nóng)村公路建設(shè)應(yīng)大力推廣多元化投資的建路新模式。我們要吸引區(qū)、鄉(xiāng)、村三級政府的投資，根據(jù)道路的行政和技術(shù)等級采取相應(yīng)的補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)，以充分調(diào)動(dòng)各級政府修建公路的積極性，使公路建設(shè)

7、由行業(yè)行為、部門行為變?yōu)檎袨?、社?huì)行為，同時(shí)發(fā)揮公路部門養(yǎng)路費(fèi)的資金優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢、行業(yè)管理優(yōu)勢，使我市的郊區(qū)公路建設(shè)在相對較短的時(shí)間內(nèi)規(guī)范、健康、快速的發(fā)展。加快郊區(qū)公路建設(shè)是一個(gè)刻不容緩的問題，特別是對于距城區(qū)相對較遠(yuǎn)的一些區(qū)縣更需要加快步伐，因?yàn)檫@些地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施相對滯后，經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較緩慢，而快速順暢的交通對于拉動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)一體化戰(zhàn)略將起到巨大作用，同時(shí)也為各個(gè)遠(yuǎn)郊衛(wèi)星城更好地服務(wù)于市區(qū)創(chuàng)造良好的條件。1.4畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容道路是一條三維空間的實(shí)體。它是由路基、路面、橋梁、涵洞、和沿線設(shè)施所組成的線形構(gòu)造物。一般所說的路線，是指道路中線的空間位置。路線在水平面上的投影稱

8、作路線的平面。沿中線豎直剖切再行展開則是路線的縱斷面。中線上任意一點(diǎn)的法向切面是道路在該點(diǎn)的橫切面。路線設(shè)計(jì)是指確定路線空間位置和各部分尺寸的工作，即通常所說的路線平面設(shè)計(jì)、路線縱斷面設(shè)計(jì)和橫斷面設(shè)計(jì)。三者是相互關(guān)聯(lián)，既分別進(jìn)行，又綜合考慮。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的泰州市東夾路是一條以泰州市博美玻璃儀器廠為起點(diǎn)，途徑新街村十九組，新街村二十一組，新街村十八組，新街村二十三組，新街村十七組，新街村八組，新街村二組，最后到達(dá)同興村一組磚瓦廠，途中除了這些村落外還有大片的農(nóng)作物和塘，以及河流和港，它是一條郊區(qū)公路。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：首先要熟悉地形圖和所給的原始資料，分析其地貌、高差、河渠、 耕地、建筑物等

9、的分布情況。然后進(jìn)行選線，方案比選，路線平面設(shè)計(jì)，縱斷面設(shè)計(jì)，橫斷面設(shè)計(jì)，土石方計(jì)算，土方調(diào)配，邊坡設(shè)計(jì)，瀝青路面設(shè)計(jì)。要完成這些任務(wù)必須要借助輔助軟件dicad pro ，在此軟件里輸入道路的基本信息，然后處理得出的成果。最后，把這整個(gè)過程整理好以論文的形式表現(xiàn)出來。 第二章 路線平面設(shè)計(jì)2.1平面設(shè)計(jì)的要求 圓曲線半徑，緩和曲線長度是路線平面設(shè)計(jì)中要解決的基本問題，但只此對于滿足一條路線行駛安全順暢的要求是不夠的。實(shí)踐證明，直線長度過長或過短、曲線與直線、曲線與曲線配置的不適當(dāng)也會(huì)導(dǎo)致行車事故，降低通行能力，造成行駛時(shí)間和運(yùn)營費(fèi)用的損失以及破壞與自然景觀的協(xié)調(diào)。因此，一般來說，平面設(shè)計(jì)應(yīng)滿

10、足以下幾點(diǎn)要求： 1.平面設(shè)計(jì)必須滿足標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求 2.平面線形應(yīng)直捷、連續(xù)、順適，并與地形地物相適應(yīng)，與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào) 3. 行駛力學(xué)上的要求是基本的，視覺和心理上的要求應(yīng)盡量滿足 4. 保持平面線形的均衡和連貫 5.應(yīng)避免連續(xù)急轉(zhuǎn)的線形 本方案路線的全場3312.977m。設(shè)有三個(gè)彎道。為了避免給給駕駛者造成不便，設(shè)計(jì)時(shí)在曲線間插入了足夠長的直線和回旋線。 6.平曲線應(yīng)有足夠的長度 本次設(shè)計(jì)的道路是二級公路，地形為平原微丘，查規(guī)范得出：平曲線的最小長度為140m。而所采用的最小平曲線的長度（包括圓曲線和兩端的緩和曲線）的最小長度為232.056m，滿足要求。 7.曲線間直線最小長度的要

11、求 (1）規(guī)范推薦同向曲線間的最短直線長度以不小于6v為宜。 二級公路的計(jì)算行車速度為60km/h，因而同向曲線間的最短直線長度為360m。所采用的同向曲線間的直線長度為393.222m，滿足要求。(2）規(guī)范規(guī)定反向曲線間的最短直線長度（以m計(jì)）以不小于行車速度（以km/h計(jì)）的兩倍為宜。按要求本次設(shè)計(jì)的反向曲線的最短直線長度為120m，所采用的最小長度為520.904m，滿足要求。2.2圓曲線設(shè)計(jì)2.2.1圓曲線半徑的選用原則 1.圓曲線半徑的確定，必須能夠保證汽車以一定的車速安全行駛。選用曲線半徑時(shí)，應(yīng)充分注意地質(zhì)，水文條件，使曲線既能更好的吻合地形，減少工程。 2.在確定圓曲線半徑時(shí)，應(yīng)

12、注意: (1)一般情況下，宜采用極限最小平曲線的48倍； (2) 地形條件受限制時(shí)，應(yīng)采用大于或接近于一般最小半徑的圓曲線半徑； (3)應(yīng)同前后線形要素相協(xié)調(diào)，使之構(gòu)成連續(xù)、均衡的曲線線形，是路線平面線形指標(biāo)逐漸過渡，避免出現(xiàn)突變； (4)應(yīng)同縱斷面線形相配合，必須避免小半徑曲線和陡坡相重合。 3.為保證汽車行駛的舒適性和安全性，平曲線應(yīng)有足夠的長度，圓曲線的長度也宜有3s的行程。當(dāng)不能滿足時(shí)，應(yīng)考慮增大圓曲線半徑或減少緩和曲線的長度；在條件受限時(shí)，可將緩和曲線在曲率相等處直接相連。2.2.2一般規(guī)定1. 圓曲線的最小半徑我國公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范中所規(guī)定的圓曲線最小半徑如表2-1

13、所示。表2-1 各級公路最小平曲線半徑 設(shè)計(jì)速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20 一般值（m） 1000 700 400 200 100 65 30 極限值（m） 650 400 250 125 60 30 15本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)速度為60km/h，查表2-1得知：最小平曲線的最小半徑的一般值為200m，極限值為125m，本方案的設(shè)有三個(gè)彎道，即有三段圓曲線，半徑依次為：1304.6m，483.651m，330.712m。比較最小的平曲線的半徑為330.712m，大于最小半徑的一般值200m。因此，滿足要求。2. 圓曲線的最大半徑選用圓曲線半徑時(shí)，在與地形等條件相適應(yīng)得前

14、提下應(yīng)盡量采用大半徑。但半徑大到一定程度時(shí)，其幾何性質(zhì)和行車條件與直線無太大區(qū)別，容易給駕駛?cè)藛T造成判斷上的錯(cuò)誤反而帶來不良后果。所以，規(guī)范規(guī)定圓曲線最大半徑不宜超過10000m。 2.3 路線方案的比選路線方案比較選擇主要考慮下列因素：1.路線長度；2.平、縱面線形指標(biāo)的高低及配合情況；3.占地面積；4.工程數(shù)量（路基土石工程數(shù)量，橋梁涵洞工程數(shù)量）；5.造價(jià)等。根據(jù)地形圖，通過dicad中的平面導(dǎo)線法和導(dǎo)線模式法等可以畫出平曲線圖如下： 圖2-1 路線平面圖由于各方面條件的限制，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)只做了兩條路線的比選，且不做定量的比較，做定性的比選，而兩個(gè)方案的前一段是一樣的走向，分析如下：從起

15、點(diǎn)出發(fā)，必經(jīng)的是與道路相垂直分布的兩塊地和兩處住宅樓，于是此處的住宅必定要拆遷，要根據(jù)后面的選線來定具體的拆遷位置。接著是一半是田，一半是住宅樓，考慮到造價(jià)，其實(shí)應(yīng)該選擇從田里經(jīng)過，但是考慮到后面的曲線的半徑的要求，選擇了通過住宅樓。以下是兩個(gè)方案的不同選線的分析：方案一：分析其地貌、高差、河渠、 耕地、建筑物等的分布情況，得出圖上有兩個(gè)港：同心港和穿心港?？紤]到要盡量不穿過這兩條港，橋的造價(jià)比較高。于是，選擇沿著港的方向分布，這樣就可以不要穿過穿心港，而由于同心港的走向是與道路的大體走向垂直的，所以回避不了，但是考慮到拆遷的問題，選擇在中間的區(qū)域通過，接著本次設(shè)計(jì)要求道路的全過程要求有兩個(gè)或

16、兩個(gè)以上的彎道，又結(jié)合地形圖的分布，在新街村二組的地方設(shè)置一個(gè)彎道。最后再與終點(diǎn)相連。該方案的路線總長度為3.31km。方案二：此方案主要是從盡量減少拆遷的角度去考慮的，分析其地貌、高差、河渠、 耕地、建筑物等的分布情況，得知地形圖上的的分布以田和村莊為主，但是并不是完全就按照這個(gè)來選線的，比如地形圖里的穿心港要盡量的避免，而如果只是一味的考慮要減少拆遷的話，那么就會(huì)兩次通過穿心港。在這個(gè)問題上，就要使減少拆遷和盡量避免穿心港這兩個(gè)因素相結(jié)合，盡量做的最好。而對于其他的走向的選擇跟一方案考慮的差不多，比如，那些和道路的大致走向垂直的住宅樓是必須要拆的，無法回避的。該方案的路線總長度為3.28k

17、m。兩方案的比較：方案一：總長度比方案二長一點(diǎn)。在起終點(diǎn)之間平均圓曲線半徑比方案二大，路線順適。有三個(gè)彎道，由于這條路線途中是沿著河流的方向走的。避免了穿過穿心港。減少橋梁的個(gè)數(shù)，同時(shí)路線聯(lián)系好，可將沿線的鄉(xiāng)鎮(zhèn)連接起來，有利于促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。但穿越鄉(xiāng)村多，行車干擾大，安全隱患多。方案二：總長度比方案二短一點(diǎn)。在起終點(diǎn)之間平均圓曲線半徑比方案一稍小，路線順適。同樣有三個(gè)彎道，這條路線途中穿過了穿心港和同心港，因而橋多，造價(jià)高。沿線聯(lián)系鄉(xiāng)鎮(zhèn)少，服務(wù)性差。但是路位多遠(yuǎn)離村鎮(zhèn)，行車速度快，干擾少。 所以，綜合以上各種因素，本設(shè)計(jì)選擇第一方案為主方案，第二方案為參考方案。第三章 縱橫斷面設(shè)計(jì)3.1 縱

18、斷面設(shè)計(jì)3.1.1 概述 沿著道路中線豎直剖切然后展開即為路線縱斷面。由于自然因素的影響以及經(jīng)濟(jì)性要求，路線縱斷面總是一條有起伏的空間線。縱斷面設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是根據(jù)汽車的動(dòng)力特性、道路等級、當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項(xiàng)l件以及工程經(jīng)濟(jì)性等，研究起伏空間線幾何構(gòu)成的大小及長度，以便達(dá)到行車安全迅速、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)合理及旅客感覺舒適的目的。 圖3-1 路線縱斷面圖圖3-1為路線縱斷面示意圖?？v斷面圖是道路縱斷面設(shè)計(jì)的主要成果，也是道路設(shè)計(jì)的重要技術(shù)文件之一，把道路的縱斷面圖與平面圖結(jié)合起來，就能準(zhǔn)確地定出道路的空間位置?？v斷面圖上有兩條主要的線：一條是地面線，它是根據(jù)中線上各樁號的高層而點(diǎn)繪的一條不規(guī)則的折線，反映

19、了沿著中線地面的起伏變化的情況；另一條是設(shè)計(jì)線，它是經(jīng)過技術(shù)上，經(jīng)濟(jì)上以及美學(xué)上等多方面比較后定出的一條具有規(guī)則形狀的幾何線，反映了道路路線的起伏變化情況?？v斷面設(shè)計(jì)線是由直線和豎曲線組成。直線（即均勻坡度線）有上坡和下坡，是用高差和水平長度表示的。在直線的坡度轉(zhuǎn)折處為平順過渡要設(shè)置豎曲線，按坡度轉(zhuǎn)折形式的不同，豎曲線有凸有凹，其大小用半徑和水平長度表示。3.1.2縱坡設(shè)計(jì)的步驟和方法1、準(zhǔn)備工作縱坡設(shè)計(jì)（俗稱拉坡）之前應(yīng)在方格坐標(biāo)紙上，按比例標(biāo)注里程樁號和標(biāo)高，點(diǎn)繪地面線，填寫有關(guān)內(nèi)容。同時(shí)應(yīng)收集和熟悉有關(guān)資料，并領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)意圖和要求。2、標(biāo)高控制點(diǎn)控制點(diǎn)是指影響縱坡設(shè)計(jì)的標(biāo)高控制點(diǎn)。如路線起

20、、終點(diǎn)，越嶺埡口，重要橋涵，地質(zhì)不良地段的最小填土高度，最大挖深，沿溪線的洪水位，隧道進(jìn)出口，平面交叉和立體交叉點(diǎn)，鐵路道口，城鎮(zhèn)規(guī)劃控制用地范圍與標(biāo)高以及受其他因素限制路線必須通過的標(biāo)高控制點(diǎn)等。山區(qū)道路還有根據(jù)路基填挖平衡關(guān)系控制路中心填挖值的標(biāo)高點(diǎn)，成為“經(jīng)濟(jì)點(diǎn)”。平原區(qū)道路一般無經(jīng)濟(jì)點(diǎn)問題。3、試坡在已標(biāo)出“控制點(diǎn)”、“經(jīng)濟(jì)點(diǎn)”的縱斷面圖上，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)、選線意圖，結(jié)合地面起伏變化，本著以“控制點(diǎn)”為依據(jù)，照顧多數(shù)“經(jīng)濟(jì)點(diǎn)”的原則，在這些點(diǎn)位之間進(jìn)行穿插與取直，試定出若干直坡線段。對各種可能的坡度線方案反復(fù)比較，最后定出既符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，又滿足控制點(diǎn)要求，且土石方較省的設(shè)計(jì)線作為初定坡度

21、線，將前后坡度線延長交會(huì)出變坡點(diǎn)的初步位置。4、調(diào)整將所定坡度與選線時(shí)坡度的安排比較，二者應(yīng)基本符合，若有較大差異時(shí)應(yīng)全面分析，權(quán)衡利弊，決定取舍。然后對照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢查設(shè)計(jì)的縱坡是否合理，若有問題應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整方法是對初定坡度線平抬、平降、延伸、縮短或改變坡度值等。5、核對選擇有控制意義的重點(diǎn)橫斷面，如高填深挖、地面橫坡較陡路基。擋土墻、重要橋涵以及其他重要控制點(diǎn)等，在縱斷面圖上直接讀出對應(yīng)樁號的填、挖高度，用“模板”在橫斷面圖上“戴帽子”，檢查是否填挖過大、坡腳落空或過遠(yuǎn)、擋土墻工程過大、橋梁過高或過低、涵洞過長等情況，若有問題應(yīng)及時(shí)調(diào)整縱坡、在橫坡陡峻地段核對更顯重要。6、定坡經(jīng)調(diào)整核對

22、無誤后，逐段把直線的坡度值、變坡點(diǎn)樁號和標(biāo)高確定下來。坡度值可用三角板推平行線法確定，要求取值到千分之一，即0.1。變坡點(diǎn)一般要調(diào)整到10米的整樁號上，相鄰變坡點(diǎn)樁號之差為坡長。變坡點(diǎn)標(biāo)高由縱坡度和坡長依次推算而得。7、設(shè)置豎曲線根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、平縱組合均衡等要求確定豎曲線半徑，計(jì)算豎曲線要素。3.1.3 豎曲線的最小半徑和長度縱斷面上兩個(gè)坡段的轉(zhuǎn)折處，為了便于行車用一段曲線來緩和，稱為豎曲線。豎曲線的形式可采用拋物線和圓曲線，在使用范圍上二者幾乎沒有差別，但在設(shè)計(jì)和計(jì)算上，拋物線比圓曲線更為方便。本次設(shè)計(jì)中采用的是二次拋物線。1.凸形豎曲線的最小半徑和最小長度 在縱斷面設(shè)計(jì)中豎曲線的設(shè)計(jì)要受眾

23、多因素的限制，其中有三個(gè)限制因素決定著豎曲線的最小半徑或長度。分別為：緩和沖擊、行駛時(shí)間不過短、滿足視距的要求。根據(jù)以上三個(gè)限制因素，可計(jì)算出個(gè)設(shè)計(jì)速度時(shí)的凸形豎曲線最小半徑和最小長度。如表3.1所示標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小半徑為極限最小半徑的1.52.0倍，在條件許可時(shí)應(yīng)盡量采用大于一般最小半徑的豎曲線為宜。豎曲線最小長度相當(dāng)于各級公路設(shè)計(jì)速度的3s行程。表3.1 凸形豎曲線最小半徑和最小長度 設(shè)計(jì)速度（km/h）停車視距 s(m)緩和沖擊(v,km/h)視距要求(m) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值（m） 豎曲線半徑 豎曲線長度一般值極限值一般值極限值 120 210 4000w 11025w1700011000250

24、100 100 160 2778w 6400w10000650021085 80 110 1778w 3025w4500300017070 60 75 1000w 1406w2000140012050 40 40 444w 400w7004509035 30 30 250w 225w4002506025 20 20 111w 100w20010050202.凹形豎曲線的最小半徑和最小長度凹形豎曲線的最小長度，應(yīng)滿足兩種視距的要求：一是保證夜間行車安全，前燈照明應(yīng)有足夠的距離；二是保證跨線橋下行車有足夠的視距。根據(jù)影響豎曲線 最小半徑的三個(gè)限制因素，可計(jì)算出凹形豎曲線最小半徑，如表3.2所示。表

25、3.2 凹形豎曲線最小半徑設(shè)計(jì)速度（km/h）停車視距s(m)緩和沖擊.(v,km/h)夜間行車照明（m）視距要求(m) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值（m）極限值一般值 120 210 4000w 3527w1683w40006000 100 160 2778w 2590w951w30004500 80 110 1778w 1666w449w20003000 60 75 1000w 1036w209w10001500 40 40 444w 445w59w450700 30 30 250w 293w33w250400 20 20 111w 157w15w100200標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一般最小半徑為極限最小半徑的1.52.

26、0倍凹形豎曲線的最小長度同凸形豎曲線。本方案的設(shè)計(jì)速度為60km/h,有五處設(shè)有豎曲線，其中有三個(gè)是凹形豎曲線。依次為：樁號k0+145.000，半徑r=9000m，曲線長l=188.684m；樁號k1+475.000，半徑r=14600m，曲線長l=177.678m；樁號k2+910.000，半徑r=4200m，曲線長l=71.414m；對照表3.1,發(fā)現(xiàn)選取的豎曲線滿足規(guī)范的要求。另外的兩個(gè)的豎曲線是凹形的，依次為：樁號k0+785.000，半徑r=9400m，曲線長l=136.778m；樁號k2+380.000，半徑r=6400m，曲線長l=99.576m；同理，對照表3.2發(fā)現(xiàn)選取的豎

27、曲線也滿足規(guī)范的要求。3.2橫斷面設(shè)計(jì)道路的橫斷面，是指中線上各點(diǎn)的法向切面，它是由橫斷面設(shè)計(jì)線和地面線所構(gòu)成的。其中橫斷面設(shè)計(jì)線包括行車道、路肩、分隔帶、邊溝邊坡、截水溝、護(hù)坡道以及取土坑、棄土堆、環(huán)境保護(hù)等設(shè)施。城市道路的橫斷面組成中，還包括機(jī)動(dòng)車道、人行道、綠帶、分車帶等。高速公路和一級公路上還有變速車道、爬坡車道等。而橫斷面中的地面線是表征地面起伏變化的那條線，它是通過現(xiàn)場實(shí)測或由大比例尺地形圖、航測像片、數(shù)字地面模型等途徑獲得的。路線設(shè)計(jì)中所討論的橫斷面設(shè)計(jì)只限于與行車直接相關(guān)的那一部分，即各組成部分的寬度、橫向坡度等問題，所以有時(shí)也將路線橫斷面設(shè)計(jì)稱作“路幅設(shè)計(jì)”。3.2.1橫斷面

28、設(shè)計(jì)的原則1.設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)公路等級、行車要求和當(dāng)?shù)刈匀粭l件，并綜合考慮施工、養(yǎng)護(hù)和實(shí)用等方面的情況，進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，既要堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定，又要經(jīng)濟(jì)合理。2.路基設(shè)計(jì)除選擇合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度等外，還應(yīng)設(shè)置完善的排水設(shè)施和必要的防護(hù)加固工程以及其他結(jié)構(gòu)物，采用經(jīng)濟(jì)有效的病害防治措施。3.還應(yīng)結(jié)合路線和路面進(jìn)行設(shè)計(jì)。選線時(shí)，應(yīng)盡量繞避一些難以處理的地質(zhì)不良地段。對于地形陡峭、有高填深挖的邊坡，應(yīng)與移改路線位置及設(shè)置防護(hù)工程等進(jìn)行比較，以減少工程數(shù)量，確保路基穩(wěn)定。4.沿河及受水浸水淹路段，應(yīng)注意路基不被洪水淹沒或沖毀。5.當(dāng)路基設(shè)計(jì)標(biāo)高受限制，路基出于潮濕、過濕狀態(tài)和水溫狀態(tài)不良時(shí)，就應(yīng)采用水穩(wěn)性好

29、的材料填筑路堤或進(jìn)行換填并壓實(shí)，使路面具有一定防凍總厚度，設(shè)置隔離層及其他排水設(shè)施等。6.路基設(shè)計(jì)還應(yīng)兼顧當(dāng)?shù)剞r(nóng)田基本建設(shè)及環(huán)境保護(hù)等的需要3.2.2 橫斷面組成及要素的確定1.橫斷面的組成公路橫斷面的組成應(yīng)根據(jù)公路等級、設(shè)計(jì)速度、地形、氣候、地質(zhì)等條件來確定，以保證公路的交通安全、通行能力、路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。高等級的公路和低等級公路的橫斷面的組成不同。本次設(shè)計(jì)的道路是二級公路，二級公路的橫斷面組成主要包括：行車道、路肩、邊坡、排水設(shè)施等。在某些路段，可能要增加錯(cuò)車道和緊急停車帶（見圖3-2），在邊坡上可能有護(hù)坡道、碎落臺等。圖3-2 二級公路的橫斷面組成2.橫斷面要素的確定橫斷面要素的確定

30、主要是確定組成公路路幅的各部分的幾何尺寸，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，一般是根據(jù)公路等級和交通量的大小，參考公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中各級公路路基橫斷面來確定，同時(shí)結(jié)合當(dāng)?shù)氐亟煌ㄒ?guī)劃和有關(guān)要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。各級公路的路基寬度一般規(guī)定如表3.3所示表3.3 各級公路路基寬度公路等級 二、三、四級公路計(jì)算行車度 （km/h）8060403020 車道數(shù)22222或1路基寬度（m）一般值12.0010.008.507.506.5(雙)4.50(單)最小值10.008.5-本次設(shè)計(jì)的是二級公路設(shè)計(jì)速度是60km/h，根據(jù)上表查的車道數(shù)為2，路基寬度取為10km/h。3.2.3 土石方的調(diào)配 路基土石方數(shù)量計(jì)算表的調(diào)配較簡

31、便，即按填、挖方分段，以下 為土石方調(diào)配說明及方法 ： 1. 在土石方數(shù)量計(jì)算，基核完畢后，即可進(jìn)行調(diào)配，但須先將有關(guān)橋涵位置，縱坡與深溝等等注在備注欄，供調(diào)配時(shí)參考。 2。計(jì)算本樁利用，填缺與挖余。然后按土石分別進(jìn)行閉合核算，核算式為： 填方本樁利用+填缺挖方本樁利用+挖余以樁號a4+50.000到a05+00.000為例，本樁的挖方數(shù)量的土為為83.45，本樁利用方數(shù)量的土為72.39，本樁挖余方數(shù)量的土為11.06。根據(jù)核算式：挖方本樁利用+挖余校核得：72.39+11.06=83.45 3.根據(jù)填缺與挖余的分布情況，可以大致看出調(diào)運(yùn)的方向及數(shù)量，調(diào)配前先確定一個(gè)最遠(yuǎn)調(diào)運(yùn)距離，這個(gè)距離可

32、根據(jù)前述不同的施工方法和各種運(yùn)輸方式的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距來確定，調(diào)配時(shí)的計(jì)價(jià)運(yùn)距就是調(diào)運(yùn)挖方重心的距離減去免費(fèi)運(yùn)距后的運(yùn)距，調(diào)方重心可根據(jù)土石方分布情況估定。調(diào)運(yùn)后，填方如有不足部分可采用借方，未調(diào)用的挖余方按廢方處理。 4.在計(jì)算符合要求后，將調(diào)運(yùn)方用箭頭標(biāo)在調(diào)配欄中，同時(shí)將數(shù)量分別填入“遠(yuǎn)運(yùn)利用” 、“借方”或“廢方”欄里。 5.調(diào)配完成后，應(yīng)分頁進(jìn)行閉合核算，核算式如下：遠(yuǎn)運(yùn)利用+借方填缺遠(yuǎn)運(yùn)利用+廢方挖余 6。 每公里合計(jì)，總的閉合核算式除上述核算式外，還需按下式進(jìn)行核算：挖方+借方填方+廢方 7. 調(diào)配一般在本公里范圍內(nèi)進(jìn)行，必要時(shí)亦可跨公里調(diào)配但須將數(shù)量及方向分別注明，以免混淆， 8. 按頁

33、及公里分別核算無誤后，即可計(jì)算運(yùn)量，并合計(jì)公里運(yùn)量，運(yùn)量的計(jì)算式為：運(yùn)量遠(yuǎn)運(yùn)數(shù)量運(yùn)距(立方米公里)第四章 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)路面設(shè)計(jì)應(yīng)包括路面結(jié)構(gòu)層原材料的選擇、混合料配合比設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)的測試于確定,路面結(jié)構(gòu)層組合與厚度計(jì)算,路面結(jié)構(gòu)方案的比選等內(nèi)容,以及路面排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和路肩加固等的設(shè)計(jì).路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)除包括行車道部分的路面外、對高速公路、一般公路還應(yīng)包括路緣帶、硬路肩、加、減速車道、爬坡車道、緊急停車帶、匝道、收費(fèi)站和服務(wù)區(qū)的路面設(shè)計(jì).4.1路面設(shè)計(jì)的原則 1.路面設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)路面使用要求及氣候、水文、土質(zhì)等自然條件,密切結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)踐經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行路基路面綜合設(shè)計(jì). 2.在滿足交通量和使用要求的前

34、提下,應(yīng)遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護(hù)、節(jié)約投資的原則,進(jìn)行路面設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、有利于機(jī)械化、工廠化施工的路面結(jié)構(gòu)方案. 3.結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件,積極推廣成熟的科研成果,對行之有效的新材料、新工藝、新技術(shù)應(yīng)在路面設(shè)計(jì)方案中積極、慎重的加以運(yùn)用. 4.路面設(shè)計(jì)方案應(yīng)注意環(huán)境保護(hù)和施工人員的健康和安全. 5.為提高路面工程質(zhì)量,應(yīng)推行機(jī)械化施工. 6.高速公路、一級公路不宜分期修建.4.2 瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算書4.2.1交通分析 某高速公路，其中某段經(jīng)調(diào)查路基為粉質(zhì)中液限粘土，地下水位1.1m，路基填土高度0.5m。近期混合交通量為3012輛/日

35、 ，交通組成和代表車型的技術(shù)參數(shù)分別如表1、表2所示，交通量年平均增長率8%。該路沿線可開采砂礫、碎石，并有石灰、水泥、粉煤灰、瀝青供應(yīng)。土基模量可查表進(jìn)行取值，也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取不低于25mpa，泊松比可取0.35。請?jiān)O(shè)計(jì)合適的半剛性瀝青路面結(jié)構(gòu)。表4.1 某路段混合交通組成 車型分類一類車二類車三類車四類車五類車六類車 代表車型桑塔納五十鈴 解放ca10b 黃河jn150 黃河jn162 交通sh361比重（%）24.5742.3022.049.011.890.18表4.2 代表車型的技術(shù)參數(shù) 序 號 汽 車 型 號總重（kn） 載重（kn）前軸重（kn） 后軸重 （kn）后 軸 數(shù) 輪組數(shù)軸

36、距（cm） 出產(chǎn)國 1 桑塔納 21 2 五十鈴 42 3 解放ca10b 80.25 40.00 19.40 60.85 1雙 中國 4 黃河jn150 150.60 82.60 49.00 101.60 1雙 中國 5 黃河jn162 174.50 100.00 59.50 115.00 1雙 中國 6 交通sh361 280.00 150.00 60.00 2*110.0 2 雙130 中國4.2.2 當(dāng)量換算的計(jì)算 標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量換算 瀝青層底拉應(yīng)力： （4-1） 半剛性材料層底拉應(yīng)力： （4-2） 式中： n標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次(次/日) n1被換算車型的各級軸載作用次數(shù)（次/日) c

37、1軸數(shù)系數(shù)； c2被換算車型的輪組系數(shù)； p標(biāo)準(zhǔn)軸載； pi被換算車型的各級軸載； 當(dāng)軸間距大于3m時(shí)，應(yīng)按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算，此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為1； 當(dāng)軸間距小于3m時(shí)，按雙軸或多軸計(jì)算，軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算： （4-3） 式中： 輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為，四輪組為0.38。前后軸重小于25kn不予計(jì)算，故由表4.2得：一二類車以及三類車的前軸重不予計(jì)算。瀝青層底拉應(yīng)力：由表4.1得：三類：c1=1.0 c2 =1.0 n3=22.04%*3012=663.84次/日四類：c1=1.0 c2=1.0 n4=9.01%*3012=271.38次日五類：c1=1.0 c2=1.0 n5=1.

38、89%*3012=56.93次/日六類：c1=2.2 c2 =1.0 n6=0.18%*3012=5.42次/日再由表4.2以及上面的公式得: 故, 半剛性材料層底拉應(yīng)力：由表4.1得：三類：c1=1.0 c2 =1.0 n3=22.04%*3012=663.84次/日四類：c1=1.0 c2 =1.0 n4=9.01%*3012=271.38次日五類：c1=1.0 c2 =1.0 n5=1.89%*3012=56.93次/日六類：c1=1.0 c2 =1.0 n6=0.18%*3012=5.42次/日再由表4.2以及上面的公式得: 故 再由下式分別求得累計(jì)當(dāng)量軸次 （4-4）式中：ne設(shè)計(jì)年

39、限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次（次/車道）； t設(shè)計(jì)年限； n1運(yùn)營第一年雙向日平均當(dāng)量軸次（次/d）； 設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的平均年增長率(%); 車道系數(shù)，見表4.6表4.6 車道系數(shù) 車道特征 車道系數(shù) 車道特征 車道系數(shù) 單車道 1.0 四車道 0.40.5雙車 道有分隔 0.5 六車道 0.30.4無分隔 0.60.7 由上表得： 所以， 4.2.3結(jié)構(gòu)組合與材料選取ac16 4cmac25 8cm二灰碎石 40cm二灰土 20cm土基圖4-1 擬定路面結(jié)構(gòu)圖表4.7擬定路面結(jié)構(gòu)參數(shù)表層位編號類型抗壓回彈模量厚度（cm）泊松比層間接觸關(guān)系彎沉計(jì)算應(yīng)力計(jì)算1中粒式瀝青砼1700180040.2

40、5連續(xù)2粗粒式瀝青砼1600120080.25連續(xù)3二灰穩(wěn)定集25連續(xù)4二灰土7002400200.25連續(xù)5土基30300.35連續(xù) 路面結(jié)構(gòu)系統(tǒng)數(shù)（方案數(shù)） 1 層位 層間條件 彈性模量 標(biāo)準(zhǔn)差 泊松比 厚度 層間系數(shù) 1 完全連續(xù) 1700.000 .000 .250 4.000 .000 2 完全連續(xù) 1600.000 .000 .250 8.000 .000 3 完全連續(xù) 1500.000 .000 .250 40.000 .000 4 完全連續(xù) 700.000 .000 .250 待設(shè)計(jì) .000 5 30.000 .000 .350 - 荷載 垂直力 半

41、徑 荷載位置 x y 1 .7000 10.6500 .0000 .0000 2 .7000 10.6500 31.9500 .0000 - 設(shè)計(jì)彎沉與理論彎沉= .0357 .0483 設(shè)計(jì)厚度 = 11.95 容許強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度= .4801 -.2673 考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)厚度 = 11.95 容許強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度= .4801 -.1386 考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)厚度 = 11.95 容許強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度= .3841 -.1379 考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)厚度 = 11.95 容許強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度= .3841 -.0918 考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)厚度 = 11.95 容許強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度= .3700 .1067 考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)

42、厚度 = 11.95 容許強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度= .3700 .1114 考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)厚度 = 11.95 容許強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度= .1199 .1200 考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)厚度 = 17.51 容許強(qiáng)度與計(jì)算強(qiáng)度= .1199 .1200 考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)厚度 = 19.17通過以上結(jié)果可知，擬定的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足要求。第五章 結(jié)語 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：首先要熟悉地形圖和所給的原始資料，分析其地貌、高差、河渠、 耕地、建筑物等的分布情況。然后進(jìn)行選線，方案比選，路線平面設(shè)計(jì)，縱斷面設(shè)計(jì)，橫斷面設(shè)計(jì)，土石方計(jì)算，土方調(diào)配，邊坡設(shè)計(jì)，瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其目的是系統(tǒng)地鞏固所學(xué)的理論知識，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)， 掌握公路設(shè)計(jì)工作的基本內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法。在這過程中我系統(tǒng)地鞏固了所學(xué)的理論知識，培養(yǎng)了理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)， 掌握了公路設(shè)計(jì)工作的基本內(nèi)容和設(shè)計(jì)